第八章 地基承载力

第8章 地基承载力8.1 概述地基承载力是指地基土单位面积上所能承受荷载的能力，以kPa 计。

一般用地基承载力特征值来表述。

《建筑地基基础设计规范》（GB5001－2001）规定，地基承载力的特征值是指由载荷试验测定的地基土压力压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。

一般认为地基承载力可分为允许承载力和极限承载力。

允许承载力是指地基土允许承受荷载的能力，极限承载力是地基土发生剪切破坏而失去整体稳定时的基底最小压力。

确定地基承载力的方法有载荷试验法、理论计算法、规范查表法、经验估算法等许多种。

单一一种方法估算出的地基承载力的值为承载力的基本值，基本值经标准数理统计后可得地基承载力的标准值，经过对承载力标准值进行修正则得到承载力设计值。

在工程设计中为了保证地基土不发生剪切破坏而失去稳定，同时也为使建筑物不致因基础产生过大的沉降和差异沉降，而影响其正常使用，必须限制建筑物基础底面的压力，使其不得超过地基的承载力设计值。

因此，确定地基承载力是工程实践中迫切需要解决的问题。

8.2地基的破坏模式8.2.1现场载荷试验我们可以通过现场载荷试验或室内模型试验来研究地基承载力。

现场载荷试验是在要测定的地基上放置一块模拟基础的载荷板，见图8-8所示。

载荷板的尺寸较实际基础为小，一般约为0.25～1.0m 2。

然后在载荷板上逐级施加荷载，同时测定在各级荷载下载荷板的沉降量及周围土的位移情况，直到地基土破坏失稳为止。

线如图8-9所示。

8.2.21)(1) 密区Ⅰ (见图关系(见图8-9图8-6a 大，故p- s 线a 。

基中。

(2)曲线如图8-9中的曲线b 所示，曲线也有一个转折点，但不象整体剪切破坏那么明显。

局部剪切破坏常发生于中等密实砂土中。

(3)刺入剪切破坏 其特征是，在基础下没有明显的连续滑动面，随着荷载的增加，基础随着土层发生压缩变形而下沉，当荷载继续增加，基础周围附近土体发生竖向剪切破坏，使基础刺入土中，如图8-6c 。

第8章 地基承载力一、教学目标1．熟悉地基剪切破坏的基本形式及其特点 2．了解极限平衡区发展规律3．理解临塑荷载及极限荷载的定义4．了解确定地基承载力的各种理论公式方法 5．了解载荷试验、静力触探试验和标贯试验原理 6．掌握按上述原位试验确定地基承载力二、能力培养要求1．了解确定地基承载力的各种理论公式方法2．能够根据原位试验和室内土工试验成果确定地基承载力。

3．能够按地基规范确定地基承载力三、教学内容设计及安排第一节 概述8.1 概述【基本内容】 进行地基基础设计时，地基必须满足⎩⎨⎧力之内该在地基所允许的承载—建筑物的基底压力应—稳定要求变形要求 持力层剪切破坏的形式⎪⎩⎪⎨⎧←←←软土或松砂冲剪破坏软土或松砂局部剪切破坏土坚硬或密实压缩性低的整体剪切破坏1地基发生整体剪切破坏的过程和特征可从静载荷试验的P ～S 曲线分析得出。

P ～S 曲线中：oa 段——线性变形阶段，a 点对应荷载——P cr ，地基处在弹性平衡状态；ab 段——弹塑性变形阶段，b 点对应荷载——P u ，基础边沿首先达到极限平衡状态，随着基底压力P 的增大，塑性区（剪切破坏区）的范围逐渐扩大；当P 达到P u 时，地基土塑性区连成一片，基础急速下沉，侧边地基土向上隆起。

bc 段——整体剪切破坏阶段确定地基承载力的方法⎪⎩⎪⎨⎧理论公式法规范查表法原位试验第二节 按极限平衡区发展范围确定地基承载力一、极限平衡区的发展按塑性区开展深度确定地基容许承载力的方法就是将地基中的剪切破坏区限制在某一范围时，视地基土能承受多大的基底压力，该压力即为要求的容许承载力。

理论基础⎩⎨⎧平衡条件利用强度理论建立极限应力应用弹性理论计算附加 上图为一条形基础承受中心荷载，基底压力为p 。

按弹性理论可以导出地基内任一点M2处的大小主应力的计算公式为21σσ＝）（0sin 0ββπ±p假设原有自重应力σz ＝σx ＝γz 。

地基中M 点除上述由荷载产生的地基附加应力外，还收到自重应力γ（d ＋z ）的作用。

第八章：地基破坏形式和地基承载力地基破坏形式：一、地基变形三个阶段：1.弹性压密阶段，图中o-a 的段；2.塑性变形阶段，图中a-b 的段；3.破坏阶段二、地基的破坏形式1.整体剪切破坏——荷载作用下，荷载较小时，基础下形成一三角形压密区，随同基础压入土中，这时的p ～s 曲线呈直线关系，随荷载增加，压密区挤向两侧，基础边缘土中首先产生塑性区，随荷载增大，塑性区逐渐扩大、逐步形成连续的滑动面，最后滑动面贯通整个基底，并发展到地面，基底两侧土体隆起，基础下沉或倾斜而破坏。

整体剪切破坏常发生于浅埋基础下的密实砂土或密实粘土中。

2.刺入式剪切破坏——软土（松砂或软粘土）中，随荷载的增加，基础下土层发生压缩变形，基础随之下沉；荷载继续增加，基础周围的土体发生竖向剪切破坏，使基础沉入土中。

其p ～s 曲线没有明显的转折点。

3.局部剪切破坏——类似于整体剪切破坏，但土中塑性区仅发展到一定范围便停止，基础两侧的土体虽然隆起，但不如整体剪切破坏明显，常发生于中密土层中。

其p ～s 曲线也有一个转折点，但不如整体剪切破坏明显，过了转折点后，沉降较前一段明显增大，弹性阶段末期对应的基底压力记为pcr ，相当于材料力学的比例极限。

浅基础地基的临塑荷载、临界荷载一、临塑荷载、临界荷载地基中将要出现而尚未出现塑性区时的基底压力称为浅基础地基的临塑荷载，记为p cr 控制塑性区最大深度为某一定值时的基底压力。

如取塑性区的最大深度Zmax=b/4，则相对应的临界荷载记为p 1/4。

二、塑性区边界方程)2sin 2(13ααπσ⋅±⋅=o p )2sin 2(1ααπγσ⋅+⋅⋅-=d p m Zd m ⋅+⋅+γγ)2sin 2(3ααπγσ⋅-⋅⋅-=d p mp2Z b设M 点已经达到极限平衡状，则M 点处的大、小主应力应满足极限平衡关系式，将前述的大、小主应力计算式代即：求Z 的最大值 得驻点：cos2.α=sin ϕ 2α=π/2-ϕ, 令Z max =0p=p cr 。

地基承载力地基承载力是指土壤或岩石基底能够承受的最大荷载。

它是建筑工程的重要设计参数，对于确保结构的安全稳定起着关键作用。

本文将介绍地基承载力的概念、影响因素以及如何进行地基承载力计算与提高地基承载力的方法。

一、地基承载力的概念地基承载力是指基础结构通过地基传递给地下土壤或岩石的荷载。

地基承载力的大小取决于土壤或岩石的强度特性以及地下水位、土层的厚度和互层条件等因素。

地基承载力的计算可以通过工程地质勘探和室内试验得出。

二、影响地基承载力的因素1. 土壤类型：不同类型的土壤有不同的承载力。

一般来说，砂土的承载力较高，黏土和填土的承载力较低。

岩石的承载力取决于其种类和结构特性。

2. 土壤含水量：土壤中的水分对承载力有重要影响。

含水量高的土壤会降低承载力，因为水分充满了土壤颗粒之间的空隙，减弱了土壤的黏聚力。

3. 土层的厚度和层理：土层的厚度越大，承载力越高。

而土层之间的互层条件也会影响承载力，如土层之间存在水平的层理面，会减小承载力。

4. 地下水位：地下水位的变化会对地基承载力产生一定影响。

一般来说，当地下水位升高时，地基的承载力会降低，因为水分会引起土壤流动，导致土体稳定性降低。

5. 地震和风荷载：地震和风荷载也是影响地基承载力的重要因素。

地震和风荷载会给土壤和基础结构带来巨大的动荷载，需要考虑其对地基承载力的影响。

三、地基承载力的计算方法地基承载力的计算可以采用几种不同的方法，常用的有极限平衡法、变形平衡法和数值模拟分析等。

其中，极限平衡法是最常用的方法之一，它利用土壤的强度特性和静力平衡条件，通过对土体力学性质和基础结构荷载进行分析计算地基承载力。

四、提高地基承载力的方法提高地基承载力可以通过以下几种方法实现：1. 土壤改良：采用土壤改良技术可以改变土壤的物理和力学特性，从而提高它的承载力。

常见的土壤改良方法包括振动加固、土体固化和土混凝土桩等。

2. 选址优化：在设计阶段，合理选择建筑物的选址可以减少地基承载力的要求。